(57)【要約】【課題】        流体による腐食の低減と温度による損傷を防止する構造を備える流体制御弁を提供する。【解決手段】    パイプ１中を流れる鉛ビスマスＷの流量を制御する流体制御弁２は、弁部７ａの開閉に伴い伸縮運動するベローズ９，１１と、ベローズ９，１１と接合すると共に鉛ビスマスＷをシールするシール部材４，７，８，１０とを備え、ベローズ９，１１とシール部材４，７，８，１０とは、鉛ビスマスＷに対する耐食性を有し、かつ熱膨張率が同じであるフェライト系ステンレス鋼で形成するようにした。【選択図】      図１
2005265074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管中を流れる流体の流量を制御する弁部材と、
前記弁部材の開閉に伴い伸縮運動するベローズと、
前記ベローズと接合すると共に、流体をシールするシール部材と
を備えた流体制御弁において、
前記ベローズと前記シール部材とは流体に対して耐食性を有し、かつ熱膨張率がほぼ同等である
ことを特徴とする流体制御弁。
【請求項２】
請求項１に記載の流体制御弁において、
前記ベローズと前記シール部材とはフェライト系ステンレス鋼で形成される
ことを特徴とする流体制御弁。
【請求項３】
管中を流れる流体の流量を制御する弁部材と、
前記弁部材の開閉に伴い伸縮運動するベローズと、
前記ベローズと接合すると共に、流体をシールするシール部材と
を備えた流体制御弁において、
前記シール部材は前記ベローズと接合する接合部を備え、
前記ベローズと前記接合部とは流体に対して耐食性を有し、かつ熱膨張率がほぼ同等である
ことを特徴とする流体制御弁。
【請求項４】
請求項３に記載の流体制御弁において、
前記接合部はリング状に形成されると共に、前記シール部材の外壁に接合される
ことを特徴とする流体制御弁。
【請求項５】
請求項３または４に記載の流体制御弁において、
前記ベローズと前記接合部とはフェライト系ステンレス鋼で形成される
ことを特徴とする流体制御弁。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の流体制御弁において、
前記ベローズ及び該ベローズと接合する前記シール部材と、前記ベローズ及び該ベローズと接合する前記接合部材とは、ニッケルを含まず、かつ熱による焼入れ硬化性がない材料で形成される
ことを特徴とする流体制御弁。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の流体制御弁において、
前記弁部材が開閉して流量を制御する前記管中の流体は鉛ビスマスであり、
前記ベローズ及び該ベローズと接合する前記シール部材と、前記ベローズ及び該ベローズと接合する前記接合部材とは、鉛ビスマスに対して耐食性を有する
ことを特徴とする流体制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速増殖炉とその関連する核燃料サイクルに関する分野において、高速増殖炉の冷却のために使用する冷却材の供給配管に設けるものであって、その冷却材の流量を調節する流体制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
気体や液体等を用いる様々な設備や装置等では、これらの供給または排出を配管を介して行うことが多く、この配管には管中の流体の流量を調節するための流体制御が設けられている。流体制御弁は弁を開閉することにより管中を流れる流量を調節しているが、流体制御弁の中にはこの弁の開閉に伴い伸縮運動するベローズが用いられている。このようなべローズを有する流体制御弁は、近年、自動車の排気管，ガス配管及び水道管だけではなく、長期的かつ安定的なエネルギー供給を可能とする原子炉において、高速増殖炉及び核燃料サイクルの実用化に伴い、高速増殖炉の冷却のために使用する冷却材を供給する供給配管に使用されるようになった。
【０００３】
従来のベローズ用材料には、ベローズが凸部分の山部と凹部分の谷部との曲げによって形成されるため、比較的延性に優れて加工性がよいオーステナイト系ステンレス鋼が多く用いられてきた。これは、ベローズ構造への加工が他の金属では困難であることが理由であると共に、オーステナイト系ステンレス鋼は溶接性がよく、溶接時の熱による焼入れ硬化がないからである。また、溶接後の熱処理の必要がなく、錆びにくいという利点が挙げられるからである。更に、耐食性を向上させるために、特に、モリブデンやクロムを添加したオーステナイト系ステンレス鋼を用いたベローズも多く使用されている。
【０００４】
一方、オーステナイト系ステンレス鋼を用いたベローズは、加工は容易であるものの、応力腐食割れが発生しやすいという欠点があった。ベローズは管の凸部分の山部と凹部分の谷部との曲げ部によって歪や振動を吸収するために、凸部分の山部と凹部分の谷部とには必ず応力が掛かる。即ち、ベローズは形状的に応力除去が困難な構造をした部品であるため、オーステナイト系ステンレス鋼製のベローズは応力腐食割れが極めて発生しやすいという欠点があった。
【０００５】
これに対し同じステンレス鋼の中でも、フェライト系ステンレス鋼は、従来より応力腐食割れが起きにくいことが知られている。これを理由にフェライト系ステンレス鋼を用いたベローズも多く提供されるようになった。
【０００６】
このような、フェライト系ステンレス鋼を用いたベローズは、例えば、特許文献１，２に開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平８−３２５６７２号公報
【特許文献２】特開２０００−０４６１８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年の高速増殖炉及び核燃料サイクルにおいては、高速増殖炉の冷却材としてナトリウム以外に、鉛ビスマス，ガス（Ｈｅ，ＣＯ2），軽水等が有力候補に挙げられ、中でも、水及び空気との化学反応性が小さく、かつ増殖性が高く維持できる等の性質を有する鉛ビスマスは注目されている。そして、鉛ビスマスはナトリウムと比べて化学的に安定であることから実用化に向けて多くの研究がなされている。
【０００９】
しかしながら、高速増殖炉の冷却材を供給する供給配管に設けられた従来の流体制御弁の多くは、オーステナイト系ステンレス鋼製であり、また、この流体制御弁が備えるベローズもオーステナイト系ステンレス鋼製となっている。供給配管に鉛ビスマスを流そうとすると、オーステナイト系ステンレス鋼は鉛ビスマスに対して腐食することがわかっており、腐食がオーステナイト系ステンレス鋼中の鉄，クロム，ニッケル等が鉛ビスマス中へ溶出し、鉛ビスマスが材料中の粒界へ侵食してしまうという問題があった。
【００１０】
オーステナイト系ステンレス鋼を用いた流体制御弁、その底にベローズは、材料の肉厚が薄いことから腐食により損傷し易くなっており、ベローズが損傷した場合には、鉛ビスマスが漏洩れしてしまう問題が起きてしまう。
【００１１】
一方、フェライト系ステンレス鋼は鉛ビスマスにおいても、耐腐食性を有しており、流体制御弁に従来のフェライト系ステンレス鋼を用いたベローズを備えることは得策だと考えられる。しかし、ベローズは、熱膨張率の異なったオーステナイト系ステンレス鋼からなるシール部材に溶接等により接合されているので、高温の鉛ビスマスの熱により、その接合部分は損傷してしまうおそれがある。
【００１２】
つまり、鉛ビスマスを供給する供給配管に設けられる流体制御弁にあっては、高温において耐腐食性を有する鉄鋼材料（例えば、フェライト系ステンレス鋼等）のベローズを備えると共に、このベローズが接合する他のシール部材も高温において耐食性を有し、ベローズとほぼ同様の熱膨張率を有することが最良と考えられる。
【００１３】
従って、本発明は、上記課題を解決するものであり、流体による腐食の低減と温度による損傷を防止する構造を備える流体制御弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決する第１の発明に係る流体制御弁は、
管中を流れる流体の流量を制御する弁部材と、
前記弁部材の開閉に伴い伸縮運動するベローズと、
前記ベローズと接合すると共に、流体をシールするシール部材と
を備えた流体制御弁において、
前記ベローズと前記シール部材とは流体に対して耐食性を有し、かつ熱膨張率がほぼ同等である
ことを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決する第２の発明に係る流体制御弁は、
第１の発明に係る流体制御弁において、
前記ベローズと前記シール部材とはフェライト系ステンレス鋼で形成される
ことを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決する第３の発明に係る流体制御弁は、
管中を流れる流体の流量を制御する弁部材と、
前記弁部材の開閉に伴い伸縮運動するベローズと、
前記ベローズと接合すると共に、流体をシールするシール部材と
を備えた流体制御弁において、
前記シール部材は前記ベローズと接合する接合部を備え、
前記ベローズと前記接合部とは流体に対して耐食性を有し、かつ熱膨張率がほぼ同等である
ことを特徴とする。
【００１７】
上記課題を解決する第４の発明に係る流体制御弁は、
第３の発明に係る流体制御弁において、
前記接合部はリング状に形成されると共に、前記シール部材の外壁に接合される
ことを特徴とする。
【００１８】
上記課題を解決する第５の発明に係る流体制御弁は、
第３または４の発明に係る流体制御弁において、
前記ベローズと前記接合部とはフェライト系ステンレス鋼で形成される
ことを特徴とする。
【００１９】
上記課題を解決する第６の発明に係る流体制御弁は、
請求項１乃至５のいずれかに記載の流体制御弁において、
前記ベローズ及び該ベローズと接合する前記シール部材と、前記ベローズ及び該ベローズと接合する前記接合部材とは、ニッケルを含まず、熱による焼入れ硬化性がない材料で形成させる
ことを特徴とする。
【００２０】
耐食性を維持するには、ニッケルを含有しない材料がよいことが従来から判っており、また、焼入れ硬化性を有する材料を用いてしまうと、高温の流体に晒されることにより前記ベローズが硬くなってしまい、伸縮運動がしづらくなり、前記ベローズの機能を果たさなくなってしまう。つまり、ニッケルを含まず、かつ焼入れ硬化性がない材料を用いることが望ましい。
【００２１】
上記課題を解決する第７の発明に係る流体制御弁は、
請求項１乃至６のいずれかに記載の流体制御弁において、
前記弁部材が開閉して流量を制御する前記管中の流体は鉛ビスマスであり、
前記ベローズ及び該ベローズと接合する前記シール部材と、前記ベローズ及び該ベローズと接合する前記接合部材とは、鉛ビスマスに対して耐食性を有する
ことを特徴とする。
【００２２】
上述したフェライト系ステンレス鋼は、例えば、ＪＩＳ（Ｊａｐａｎ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｓｔａｎｄａｒｄ：日本工業規格）で定められたＳＵＨ４０９やＡＩＳＩ（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｉｒｏｎ  ａｎｄ  Ｓｔｅｅｌ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ：米国鉄鋼協会）規格で定められたＡＩＳＩ４０９等が挙げられる。
【発明の効果】
【００２３】
第１の発明に係る流体制御弁によれば、管中を流れる流体の流量を制御する弁部材と、前記弁部材の開閉に伴い伸縮運動するベローズと、前記ベローズと接合すると共に、流体をシールするシール部材とを備えた流体制御弁において、前記ベローズと前記シール部材とは流体に対して耐食性を有し、かつ熱膨張率がほぼ同等であることにより、熱膨張率の違いによる変形を極力小さくすることができるので、流体による腐食の低減と温度による損傷を防止することができる。
【００２４】
第２の発明に係る流体制御弁によれば、第１の発明に係る流体制御弁において、前記ベローズと前記シール部材とはフェライト系ステンレス鋼で形成されることにより、耐熱性及び溶接性を有するので、流体による腐食の低減と温度による損傷を防止することができる。
【００２５】
第３の発明に係る流体制御弁によれば、管中を流れる流体の流量を制御する弁部材と、前記弁部材の開閉に伴い伸縮運動するベローズと、前記ベローズと接合すると共に、流体をシールするシール部材とを備えた流体制御弁において、前記シール部材は前記ベローズと接合する接合部を備え、前記ベローズと前記接合部とは流体に対して耐食性を有し、かつ熱膨張率がほぼ同等であることにより、熱膨張率の違いによる変形を極力小さくすることができるので、流体による腐食の低減と温度による損傷を防止することができる。
【００２６】
第４の発明に係る流体制御弁によれば、第３の発明に係る流体制御弁において、前記接合部はリング状に形成されると共に、前記シール部材の外壁に接合されることにより、前記ベローズを前記ベローズの断面に合わせたリング状の前記接合部に接合させるので、シール性が増し、更に、流体による腐食の低減と温度による損傷を防止することができる。
【００２７】
第５の発明に係る流体制御弁によれば、第３または４の発明に係る流体制御弁において、前記ベローズと前記接合部とはフェライト系ステンレス鋼で形成されることにより、耐熱性及び溶接性に優れるので、流体による腐食の低減と温度による損傷を防止することができる。
【００２８】
第６の発明に係る流体制御弁によれば、第１乃至５のいずれかの発明に係る流体制御弁において、前記ベローズ及び該ベローズと接合する前記シール部材と、前記ベローズ及び該ベローズと接合する前記接合部材とは、ニッケルを含まず、かつ熱による焼入れ硬化性がない材料で形成させることにより、更に流体に対して耐食性に有すると共に、前記ベローズが熱によって硬くならないので、高温においても前記ベローズが伸縮運動を行うことができる。
【００２９】
第７の発明に係る流体制御弁によれば、第１乃至６の発明に係る流体制御弁において、前記弁部材が開閉して流量を制御する前記管中の流体は鉛ビスマスであり、前記ベローズ及び該ベローズと接合する前記シール部材と、前記ベローズ及び該ベローズと接合する前記接合部材とは、鉛ビスマスに対して耐食性を有することにより、熱膨張率の違いによる変形を極力小さくすることができるので、鉛ビスマスによる腐食の低減と温度による損傷を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明に係る流体制御弁を実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００３１】
図１は本発明の実施例１に係る流体制御弁の断面図である。図２（ａ）は本発明の実施例１におけるボンネット及びボンネットリングの断面図であり、（ｂ）は同図（ａ）の側面図である。図３は本発明の実施例１におけるディスクステムリングの断面図である。図４は本発明の実施例１におけるベローズリングの断面図である。図１中の矢印は、鉛ビスマスの流れを示すものである。
【００３２】
図１に示すように、流体である鉛ビスマスＷはパイプ１の中を矢印の方向に流れている。パイプ１は、例えば、図示しない高速増殖炉とその関連する核燃料サイクル等に配管されており、冷却材である鉛ビスマスＷを循環させるものである。よって、パイプ１内を流れる鉛ビスマスは約５００℃の高温で流されている。
【００３３】
この鉛ビスマスＷの流量を制御する流体制御弁２は、フェライト系ステンレス鋼であるＳＵＨ４０９またはＡＩＳＩ４０９で形成されたボディ３により、パイプ１と接合されている。ボディ３は鉛ビスマスＷを流すための流路３ａを有し、流路３ａの両側でパイプ１と接合している。ボディ３は下流側に傾いた筒状の筒部３ｂを有し、筒部３ｂの内部は流路３ａに連通している。流路３ａと筒部３ｂとには弁座３ｃ,３ｄが形成され、弁座３ｃ,３ｄは摩耗防止のためのステライト溶着が施されている。
【００３４】
図２に示すように、ボディ３の上端３ｅにはボンネット４の接合部４ａが接合され、ボンネット４の中央部の内壁４ｂは、円柱状のステム５を摺動自在に支持している。ステム５の下端には凹部５ａが形成され、この凹部５ａに嵌合するリング状のカラー６を備えた弁部材であるディスク７がステム５の下端に設置されている。
【００３５】
ディスク７は弁座３ｃ，３ｄと当接する弁部７ａを有し、弁部７ａにも摩耗を防ぐためのステライト溶着が施されている。また、図３に示すように、ディスク７の内壁７ｂにはディスクステムリング８の外壁８ａが接合され、ディスクステムリング８の端部８ｂには蛇腹状のベローズ９の下端９ａが接合されている。更に、図４に示すように、ベローズ９の上端９ｂは、円筒状のベローズリング１０の外壁に形成されたフランジ部１０ａの下面１０ｂに接合しており、内壁１０ｄはステム５を摺動自在に支持している。ベローズリング１０のフランジ部１０ａの上面１０ｃにはベローズ１１の下端１１ｂが接合され、ベローズ１１の上端１１ｂはボンネット４の端部４ｃに接続されている。
【００３６】
上述したボンネット４，ディスク７，ディスクステムリング８，ベローズ９，ベローズリング１０及びベローズ１１はシール部材を構成するものであり、ボディ３と同様に、フェライト系ステンレス鋼であるＳＵＨ４０９またはＡＩＳＩ４０９で形成されている。つまり、流体制御弁２において、高温の鉛ビスマスＷと接触する部材は全て同じ材料で形成されている。
【００３７】
一方、ボンネット４の端部４ｄ側には内壁４ｂと連通するボンネットリング１２が接合されている（図２参照）。ボンネットリング１２の内壁１２ａにはグランドパッキン１３が設けられ、その上方にグランド１４を介してグランドフランジ１５が設けられている。グランドフランジ１５は、ボルト孔１５ａに差し込んだスタッドボルト１６をボンネット４に開口するボルト孔４ｅに取り付けることで固定されている。
【００３８】
ステム５の上方には、ハンドホイール１７が固定されたねじブッシュ１８が配置され、ステム５とねじブッシュ１８とは、ステム５に形成されためねじ部５ｂとねじブッシュ１８に形成されたおねじ部１８ａとでねじ合わさっている。また、ねじブッシュ１８の上方には、ネームプレート１９が配置されると共に、ハンドホイールナット２０が止めねじ２１によってねじブッシュ１８に固定されている。
【００３９】
ねじブッシュ１８の外周にはスリーブ２２が配置され、このスリーブ２２は、ボルト孔２２ａに差し込んだステーボルト２３をボンネット４に開口するボルト孔４ｆに取り付けることで固定されている。また、スリーブ２２の上方にはハンドホイール１７との間にワッシャ２４が配置されると共に、下方にはねじブッシュ１８との間にベアリング２５が配置されている。つまり、スリーブ２２はねじブッシュ１８を回転可能に支持している。
【００４０】
ステーボルト２３には、一端をスプリングピン２６を介してステム５を支持する廻り止め２７が固定されている。これにより、ハンドホイール１７によってステム５が配置された位置において、ステム５が回転しないようにできる。
【００４１】
次に、流体制御弁２の作用について説明する。図１に示す流体制御弁２はディスク７の弁部７ａが閉じている状態で、即ち、鉛ビスマスＷはパイプ１内を流れていない。そこで、鉛ビスマスＷを流すためには、先ず、ハンドルホイール１７を回転させる。このとき、予め、ネームプレート１９に付されている目盛り等にハンドルホイール１７の回転位置を合わせることにより、ディスク７の弁部７ａが所定の開度になるように設定されている。また、ボディ３の流路３ａの下流側に配置されたパイプ１に流量計（図示省略）等を設け、この流量計に付設された表示計を確認しながら流量を調節しても構わない。
【００４２】
そして、ハンドルホイール１７の回転と共に、ねじブッシュ１８が回転し、ねじブッシュ１８のおねじ部１８ａとねじ合わさるめねじ部５ｂを有するステム５が、所定の位置まで回転しながら上方に移動する。同時に、ディスク７の弁部７ａはボディ３の弁座３ｃ，３ｄから離れていく。このときの、ステム５及びディスク７の弁部７ａの位置は、図１の点線で示している。
【００４３】
ベローズ９の下端９ａは、固定されたディスク７に接合されたディスクステムリング８の端部８ｂに接合され、上端９ｂは、ステム５を摺動自在に支持するベローズリング１０のフランジ部１０ａの下面１０ｂに接合されており、更に、ベローズ１１の下端１１ａは、ベローズリング１０のフランジ部１０ａの上面１０ｃに接合され、上端１１ｂは、ボディ３に固定されたボンネット４の端部４ｃに接合されている。従って、ステム５及びディスク７が上方に移動すると、ベローズ９は縮みながら上方へ移動し、ベローズリング１０も上方に移動すると共に、ベローズ１１は下端１１ａが上端１１ｂ側に移動するように縮むことができる。つまり、蛇腹状に形成されたベローズ９，１１の収縮が、ディスク７の移動に伴う移動量の歪を吸収することにより、ステム５及びディスク７の上方への移動を可能にしている。
【００４４】
鉛ビスマスＷは、ディスク７の弁部７ａがボディ３の弁座３ｃ，３ｄから離れると、ボディ３の流路３ａを通過してパイプ１内を流れていくが、これと同時に、ボディ３の筒部３ｂ内にも浸入する。浸入した鉛ビスマスＷは、シール部材であるボンネット４，ディスク７，ディスクステムリング８，ベローズ９，ベローズリング１０及びベローズ１１によって、ステム５側に流入することなくディスク３の流路３ａに排出され、パイプ１内を流れていくことができる。
【００４５】
なお、鉛ビスマスＷの流量を少なくする場合、即ち、ディスク７の弁部７ａを閉じる場合においては、上述したハンドルホイール１７を逆回転させればよく、その作用は容易に理解できるので、説明は省略する。
【００４６】
従って、本発明に流体制御弁によれば、シール部材であるボンネット４，ディスク７，ディスクステムリング８，ベローズ９，ベローズリング１０及びベローズ１１を同じフェライト系ステンレス鋼で形成させることにより、鉛ビスマスＷに対して耐食性を有すると共に、熱膨張率が同じであるので、高温の鉛ビスマスＷと接触して高温に保持されても、熱膨張率の違いによる変形を極力小さくすることができる。また、フェライト系ステンレス鋼は耐熱性及び溶接性に優れているので、熱変形が少なく、各部材の接合を容易に行うことができる。その結果、高温の流体による腐食の低減と温度による損傷を防止することができる。しかも、フェライト系ステンレス鋼の中でも、ニッケルを含まず、かつ焼入れ硬化性がないＳＵＨ４０９またはＡＩＳＩ４０９を用いることにより、耐食性を維持することができると共に、高温の鉛ビスマスに晒されても、ベローズ９，１１が硬くなってしまうおそれもなく、ベローズ９，１１の伸縮運動に影響が及ばない。
【実施例２】
【００４７】
図５は本発明の実施例２に係る流体制御弁の断面図である。図６（ａ）は本発明の実施例２におけるボンネット及びボンネットリングの断面図であり、（ｂ）は同図（ａ）の側面図である。図７は本発明の実施例２におけるディスクステムリングの断面図である。図８は本発明の実施例２におけるベローズリングの断面図である。図５中の矢印は、鉛ビスマスの流れを示すものである。
【００４８】
図５に示すように、流体である鉛ビスマスＷがパイプ３１の中を矢印の方向に流れている。パイプ３１は、例えば、図示しない高速増殖炉とその関連する核燃料サイクル等に配管されており、冷却材である鉛ビスマスＷを循環させるものである。よって、パイプ３１内を流れる鉛ビスマスは約５００℃の高度で流されている。
【００４９】
この鉛ビスマスＷの流量を制御する流体制御弁３２は、ボディ３３によりパイプ３１と接合されている。ボディ３３は鉛ビスマスＷを流すための流路３３ａを有し、流路３３ａの両側でパイプ３１と接合している。ボディ３３は下流側に傾いた筒状の筒部３３ｂを有し、筒部３３ｂの内部は流路３３ａに連通している。流路３３ａと筒部３３ｂとには弁座３３ｃ,３３ｄが形成され、弁座３３ｃ,３３ｄは摩耗防止のためのステライト溶着が施されている。
【００５０】
図６に示すように、ボディ３３の上端３３ｅにはボンネット３４の接合部３４ａが接合され、ボンネット３４の中央部の内壁３４ｂは、円柱状のステム３５を摺動自在に支持している。ステム３５の下端には凹部３５ａが形成され、この凹部３５ａに嵌合するリング状のカラー３６を備えた弁部材であるディスク３７がステム３５の下端に設置されている。
【００５１】
ディスク３７は弁座３３ｃ，３３ｄと当接する弁部３７ａを有し、弁部３７ａにも摩耗を防ぐためのステライト溶着が施されている。また、図７に示すように、ディスク３７の内壁３７ｂにはディスクステムリング３８の外壁３８ａが接合されている。更に、このディスクステムリング３８の上方側の外壁３８ｂには、リング状の接合部材５８が接合されている。
【００５２】
接合部材５８の端部５８ａには蛇腹状のベローズ３９の下端３９ａが接合されている。更に、図８に示すように、ベローズ３９の上端３９ｂは、リング状の接合部材５９の下面５９ａに接合しており、接合部材５９は円筒状のベローズリング４０の外壁４０ａに接合されている。ベローズリング４０の内壁４０ｂはステム３５を摺動自在に支持している。接合部材５９の上面５９ｂにはベローズ４１の下端４１ａが接合され、ベローズ４１の上端４１ｂはボンネット３４の外壁３４ｃに接続されたリング状の接合部材６０の端部６０ａに接合されている。
【００５３】
上述したボンネット３４，ディスク３７，ディスクステムリング３８，ベローズ３９，ベローズリング４０及びベローズ４１はシール部材を構成するものであり。そして、ベローズ３９，ベローズ４１，ディスクステムリング３８に接合された接合部材５８，ベローズリング４０に接合された接合部材５９及びボンネット３４に接合された接合部材６０は、フェライト系ステンレス鋼であるＳＵＨ４０９またはＡＩＳＩ４０９で形成されている。つまり、流体制御弁２において、高温の鉛ビスマスＷに接触することにより、熱に最も影響されやすいベローズ３９，４１と、このベローズ３９，４１が接合される他のシール部材３８，４０，３４の接合部位に接合される接合部材５８，５９，６０とが同じ材料で形成されている。
【００５４】
一方、ボンネット３４の端部３４ｄ側には内壁３４ｂと連通するボンネットリング４２が接合されている（図６参照）。ボンネットリング４２の内壁４２ａにはグランドパッキン４３が設けられ、その上方にグランド４４を介してグランドフランジ４５が設けられている。グランドフランジ４５は、ボルト孔４５ａに差し込んだスタッドボルト４６をボンネット３４に開口するボルト孔３４ｅに取り付けることで固定されている。
【００５５】
ステム３５の上方には、ハンドホイール４７が固定されたねじブッシュ４８が配置され、ステム３５とねじブッシュ４８とは、ステム３５に形成されためねじ部３５ｂとねじブッシュ４８に形成されたおねじ部４８ａとでねじ合わさっている。また、ねじブッシュ４８の上方には、ネームプレート４９が配置されると共に、ハンドホイールナット５０が止めねじ５１によってねじブッシュ４８に固定されている。
【００５６】
ねじブッシュ４８の外周にはスリーブ５２が配置され、このスリーブ５２は、ボルト孔５２ａに差し込んだステーボルト５３をボンネット３４に開口するボルト孔３４ｆに取り付けることで固定されている。また、スリーブ５２の上方にはハンドホイール４７との間にワッシャ５４が配置されると共に、下方にはねじブッシュ４８との間にベアリング５５が配置されている。つまり、スリーブ５２はねじブッシュ４８を回転可能に支持している。
【００５７】
ステーボルト５３には、一端をスプリングピン５６を介してステム３５を支持する廻り止め５７が固定されている。これにより、ハンドホイール４７によってステム３５が配置された位置において、ステム３５が回転しないようにできる。
【００５８】
次に、流体制御弁３２の作用について説明する。図５に示す流体制御弁３２はディスク３７の弁部３７ａが閉じている状態で、即ち、鉛ビスマスＷはパイプ３１内を流れていない。そこで、鉛ビスマスＷを流すためには、先ず、ハンドルホイール４７を回転させる。このとき、予め、ネームプレート４９に付されている目盛り等にハンドルホイール４７の回転位置を合わせることにより、ディスク３７の弁部３７ａが所定の開度になるように設定されている。また、ボディ３３の流路３３ａの下流側に配置されたパイプ３１に流量計（図示省略）等を設け、この流量計に付設された表示計を確認しながら流量を調節しても構わない。
【００５９】
そして、ハンドルホイール４７の回転と共に、ねじブッシュ４８が回転し、ねじブッシュ４８のおねじ部４８ａとねじ合わさるめねじ部３５ｂを有するステム３５が、所定の位置まで回転しながら上方に移動する。同時に、ディスク３７の弁部３７ａはボディ３３の弁座３３ｃ，３３ｄから離れていく。このときの、ステム３５及びディスク３７の弁部３７ａの位置は、図５の点線で示している。
【００６０】
ベローズ３９の下端３９ａは、固定されたディスクステムリング３８の外壁３８ｂに接合された接合部材５８の端面５８ａに接合され、上端３９ｂは、ステム３５を摺動自在に支持するベローズリング４０に接合された接合された接合部材５９の下面５９ａに接合されており、更に、ベローズ４１の下端４１ａは、接合部材５９の上面５９ｂに接合され、上端４１ｂは、固定されたボンネット３４の外壁３４ｃに接合された接合部材６０の端部６０ａに接合されている。従って、ステム３５及びディスク３７が上方に移動すると、ベローズ３９は縮みながら上方へ移動し、ベローズリング４０も上方に移動すると共に、ベローズ４１は下端４１ａが上端４１ｂ側に移動するように縮むことができる。つまり、蛇腹状に形成されたベローズ３９，４１の収縮が、ディスク３７の移動に伴う移動量の歪を吸収することにより、ステム３５及びディスク３７の上方への移動を可能にしている。
【００６１】
鉛ビスマスＷは、ディスク３７の弁部３７ａがボディ３３の弁座３３ｃ，３３ｄから離れると、ボディ３３の流路３３ａを通過してパイプ３１内を流れていくが、これと同時に、ボディ３３の筒部３３ｂ内にも浸入する。浸入した鉛ビスマスＷは、シール部材であるボンネット３４，ディスク３７，ディスクステムリング３８，ベローズ３９，ベローズリング４０及びベローズ４１によって、ステム３５側に流入することなくディスク３３の流路３３ａに排出され、パイプ３１内を流れていくことができる。
【００６２】
なお、鉛ビスマスＷの流量を少なくする場合、即ち、ディスク３７の弁部３７ａを閉じる場合においては、上述したハンドルホイール４７を逆回転させればよく、その作用は容易に理解できるので、説明は省略する。
【００６３】
従って、本発明に流体制御弁によれば、シール部材であるボンネット３４，ディスク３７，ディスクステムリング３８，ベローズ３９，ベローズリング４０及びベローズ４１の中でも、高温の鉛ビスマスＷに接触することにより、熱に最も影響されやすいベローズ３９，４１と、このベローズ３９，４１が接合する他のシール部材３８，４０，３４の接合部位に接合する接合部材５８，５９，６０とを同じフェライト系ステンレス鋼で形成させることにより、耐食性を有すると共に、熱膨張率が同じであるので、高温の鉛ビスマスＷと接触して高温に保持されても、熱膨張率の違いによる変形を極力小さくすることができる。また、これら接合部材５８，５９，６０は、ベローズ３９，４１の断面に合わせたリング状に形成されているので、ベローズ３９，４１とのシール性が増すことができる。更に、フェライト系ステンレス鋼は耐熱性及び溶接性を有するので、熱変形が少なく、各部材の接合を容易に行うことができる。その結果、高温の流体による腐食の低減と温度による損傷を防止することができる。しかも、フェライト系ステンレス鋼の中でも、ニッケルを含まず、かつ焼入れ硬化性がないＳＵＨ４０９またはＡＩＳＩ４０９を用いることにより、耐食性を維持することができると共に、高温の鉛ビスマスに晒されても、ベローズ３９，４１が硬くなってしまうおそれもなく、ベローズ３９，４１の伸縮運動に影響が及ばない。
【００６４】
なお、本実施例の流体制御弁２，３２が流量を制御する流体は鉛ビスマスＷに限定されず、例えば、ナトリウム，ガス（Ｈｅ，ＣＯ2），軽水等でも構わない。また、実施例１において、ボンネット４，ディスク７，ディスクステムリング８，ベローズ９，ベローズリング１０及びベローズ１１のシール部材は、フェライト系ステンレス鋼であるＳＵＨ４０９またはＡＩＳＩ４０９で形成されているが、耐食性を有すると共に、熱膨張率が同等であれば、フェライト系ステンレス鋼だけでなく、他の材料でも適用可能である。同様に、実施例２においても、ベローズ３９，４１と接合部材５８，５９，６０とは、フェライト系ステンレス鋼であるＳＵＨ４０９またはＡＩＳＩ４０９で形成されているが、耐食性を有すると共に、熱膨張率が同等であれば、フェライト系ステンレス鋼だけでなく、他の材料でも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、管中を流れる流体の流量を調整する流体制御弁であり、特に、高温で流れる流体を供給する管に適用可能である。例えば、高速増殖炉の冷却のために使用する鉛ビスマスの供給配管に設けることは有効である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施例１に係る流体制御弁の断面図である。
【図２】（ａ）は本発明の実施例１におけるボンネット及びボンネットリングの断面図であり、（ｂ）は同図（ａ）の側面図である。
【図３】本発明の実施例１におけるディスクステムリングの断面図である。
【図４】本発明の実施例１におけるベローズリングの断面図である。
【図５】本発明の実施例２に係る流体制御弁の断面図である。
【図６】（ａ）は本発明の実施例２におけるボンネット及びボンネットリングの断面図であり、（ｂ）は同図（ａ）の側面図である。
【図７】本発明の実施例２におけるディスクステムリングの断面図である。
【図８】本発明の実施例２におけるベローズリングの断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１，３１      パイプ
２，３２      流体制御弁
３，３３      ボディ
３ａ，３３ａ      流路
３ｂ，３３ｂ      筒部
３ｃ，３ｄ，３３ｃ，３３ｄ      弁座
３ｅ，３３ｅ      上端
４，３４      ボンネット
４ａ，３４ａ      接合部
４ｂ，３４ｂ      内壁
４ｃ      端部
４ｄ，３４ｄ      端部
４ｅ，４ｆ，３４ｅ，３４ｆ      ボルト孔
５，３５      ステム
５ａ，３５ａ      凹部
５ｂ，３５ｂ      めねじ部
６，３６      カラー
７，３７      ディスク
７ａ，３７ａ      弁部
７ｂ，３７ｂ      内壁
８，３８      ディスクステムリング
８ａ，３８ａ      外壁
８ｂ      端部
９，３９      ベローズ
９ａ，３９ａ      下端
９ｂ，３９ｂ      上端
１０，４０      ベローズリング
１０ａ      フランジ部
１０ｂ      下面
１０ｃ      上面
１０ｄ      内壁
１１，４１      ベローズ
１１ａ，４１ａ      下端
１１ｂ，４１ｂ      上端
１２，４２      ボンネットリング
１２ａ，４２ａ      内壁
１３，４３      グランドパッキン
１４，４４      グランド
１５，４５      グランドフランジ
１５ａ，４５ａ      ボルト孔
１６，４６      スタッドボルト
１７，４７      ハンドホイール
１８，４８      ねじブッシュ
１８ａ，４８ａ      おねじ部
１９，４９      ネームプレート
２０，５０      ハンドホイールナット
２１，５１      止めねじ
２２，５２      スリーブ
２２ａ，５２ａ      ボルト孔
２３，５３      ステーボルト
２４，５４      ワッシャ
２５，５５      ベアリング
２６，５６      スプリングピン
２７，５７      廻り止め
３４ｃ      外壁
３８ｂ      外壁
４０ａ      外壁
４０ｂ      内壁
５８      接合部材
５８ａ      端部
５９      接合部材
５９ａ      下面
５９ｂ      上面
６０      接合部材
６０ａ      端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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